KR102220724B1 - NiSnP 브레이징 필러 금속, 브레이징 필러 합금 판재 및 브레이징 접합 방법 - Google Patents

NiSnP 브레이징 필러 금속, 브레이징 필러 합금 판재 및 브레이징 접합 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102220724B1
KR102220724B1 KR1020200003076A KR20200003076A KR102220724B1 KR 102220724 B1 KR102220724 B1 KR 102220724B1 KR 1020200003076 A KR1020200003076 A KR 1020200003076A KR 20200003076 A KR20200003076 A KR 20200003076A KR 102220724 B1 KR102220724 B1 KR 102220724B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metal
brazing filler
ceramic
brazing
nisnp
Prior art date
Application number
KR1020200003076A
Other languages
English (en)
Inventor
김민수
백운형
김형규
이대근
이윤종
임기욱
임승욱
Original Assignee
주식회사 한국전자재료(케이.이.엠)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 한국전자재료(케이.이.엠) filed Critical 주식회사 한국전자재료(케이.이.엠)
Priority to KR1020200003076A priority Critical patent/KR102220724B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102220724B1 publication Critical patent/KR102220724B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3006—Ag as the principal constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K3/00—Tools, devices, or special appurtenances for soldering, e.g. brazing, or unsoldering, not specially adapted for particular methods
    • B23K3/04—Heating appliances
    • B23K3/047—Heating appliances electric
    • B23K3/0476—Soldering pliers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C5/00—Alloys based on noble metals
    • C22C5/06—Alloys based on silver
    • C22C5/08—Alloys based on silver with copper as the next major constituent

Abstract

본 발명은 도금 공정을 수행함이 없이 세라믹과 금속을 접합시킬 수 있도록 하는 브레이징 필러 금속, 브레이징 필러 합금 판재 및 브레이징 접합 방법 에 관한 것으로서, 전체 중량에 대하여 Ag는 68 내지 75wt%, Cu는 22 내지 30wt%, 잔부는 Ni-Sn-P 혼합물 및 불가피 불순물로 구성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 금속 접합용 NiSnP 브레이징 필러 금속을 제공 한다.

Description

NiSnP 브레이징 필러 금속, 브레이징 필러 합금 판재 및 브레이징 접합 방법{NiSnP BRAZING FILLER METAL, BRAZING FILLER ALLOY PANNEL AND BRAZING METHOD}
본 발명은 세라믹-금속 브레이징(Brazing)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 도금 공정을 수행함이 없이 세라믹과 금속을 접합시킬 수 있도록 하는 브레이징 필러 금속, 브레이징 필러 합금 판재 및 브레이징 접합 방법 에 관한 것이다.
금속재료와 세라믹재료는 결정학적인 관점으로 봤을 때 금속재료는 금속결합을 가지나 세라믹재료는 산소, 황, 질소 등의 이온과 금속이온이 공유결합을 갖기 때문에 물리적으로 확연히 다른 특성을 보인다.
일반적으로 금속재료는 전기전도도가 우수하고 연성 가공성을 보이며 산화되나 세라믹재료는 일반적으로 비전도성을 보이고, 연성가공성이 없으며 내산화성이 우수하다. 이러한 재료의 특성 때문에 이 두 재료를 브레이징 접합하여 우수한 특성을 극대화하고 있다.
금속재료와 세라믹재료의 통상적인 브레이징 접합방법이 세라미스트, 제4권, 제6호, 2006년 12월, 30 -36, 등에 게시되어 있다. 표 1에서 볼 수 있듯이 세라믹 표면에 MoMn이 함유된 페이스트를 도포한 다음 1400℃ 이상의 고온에서 열처리하여 세라믹 표면에 MoMn 박막을 형성 시키는 금속화 공정, MoMn 금속화 박막에 Ni 박막을 형성시키는 전기도금공정, MoMn 박막과 Ni 박막의 접착력을 향상시키기 위한 열처리공정, MoMn/Ni 박막이 도포된 세라믹과 금속 사이에 브레이징 필러 금속(brazing filler metal, 브레이징 용가재)을 삽입하여 열처리하는 접합공정(브레이징 공정)을 거쳐 세라믹과 금속을 접합시키고 있다.
이때 상기 브레이징 필러 금속으로는 Ag-Cu 합금으로서, Binary Alloy Phase Diagrams, American Society for Metals), 1986에서 Ag와 Cu의 공정조성이 Ag, 71.9 wt%와 Cu, 28.1 wt%인 것이 개시되어 있고, 대한민국 등록특허 제10-0513303호에는 Ag의 함량이 70 - 75wt%, Cu의 함량이 28 - 30 wt%인 브레이징 필러 금속의 제조방법이 개시되어 있다.
이처럼 비교적 긴 생산공정을 거쳐 세라믹재료와 금속재료를 접합하기 때문에 생산단가도 높고 불량률도 높다는 문제점이 있다. 특히 Ni 도금공정은 생산공정 자체가 강산을 사용하여 맹독의 폐수를 방출하는 등 친환경적이지 못하고 불량률도 비교적 높아서 이 공정을 없애는 것이 중요하다.
이와 같이, 세라믹/금속 브레이징 접합 공정에 있어서 Ni 도금 공정을 제외시킬 수 있는 방법으로 비환경적인 Ni도금 방법 대신 환경 친화적인 스퍼터링이나 진공증착 방법으로 대체하는 방법을 고려할 수 있다. 그러나 이 방법은 비교적 고가인 진공 스퍼터링이나 진공 증착기를 사용하여야 하며 공정단가도 도금법에 비하여 높다고 알려져 있어서 합당하지 못하다.
대한민국 등록특허 제20136954호
세라미스트, 제4권, 제6호, 2006년 12월, 30 ~ 36
따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 세라믹-금속 브레이징 접합 공정에 있어서, MoMn 금속 박막이 코팅된 세라믹에 금속을 직접 브레이징 접합할 수 있도록 함으로써 Ni 도금 및 계속되는 열처리 공정을 수행하지 않도록 하여, 제조단가 및 불량률을 낮추어 경제적으로 세라믹/금속 브레이징 접합을 수행할 수 있도록 하는 NiSnP 브레이징 필러 금속(filler metal), 브레이징 필러 합금 판재 및 브레이징 접합 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제의 달성을 위해 본 발명의 일 실시예는, 전체 중량에 대하여 Ag는 68 내지 75wt%, Cu는 22 내지 30wt%, 잔부는 Ni-Sn-P 혼합물 및 불가피 불순물로 구성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 금속 접합용 NiSnP 브레이징 필러 금속을 제공한다.
상기 Ni-Sn-P 혼합물에서, 상기 Ni는 전체 중량에 대하여 0.05 ~ 3wt%인 것을 특징으로 한다.
상기 Ni-Sn-P 혼합물에서, 상기 Sn은 전체 중량에 대하여 2 내지 5wt%인 것을 특징으로 한다.
상기 Ni-Sn-P 혼합물에서, 상기 P는 전체 중량에 대하여 0.005 내지 0.3wt%인 것을 특징으로 한다.
상기 세라믹은 MoMn 막이 도포된 것을 특징으로 한다.
상기 금속은 무산소동 또는 인바(Invar) 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제의 달성을 위해 본 발명의 다른 실시예는, 전체 중량에 대하여 Ag는 68 내지 75wt%, Cu는 22 내지 30wt%, 잔부는 Ni-Sn-P 혼합물 및 불가피 불순물로 구성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 금속 접합용 NiSnP 브레이징 필러 합금 판재를 제공하는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기 Ni-Sn-P 혼합물에서, 상기 Ni는 전체 중량에 대하여 0.05 ~ 3wt%인 것을 특징으로 한다.
상기 Ni-Sn-P 혼합물에서, 상기 Sn은 전체 중량에 대하여 2 내지 5wt%인 것을 특징으로 한다.
상기 Ni-Sn-P 혼합물에서, 상기 P는 전체 중량에 대하여 0.005 내지 0.3wt%인 것을 특징으로 한다.
상기 세라믹은 MoMn 막이 도포된 것을 특징으로 한다.
상기 금속은 무산소동 또는 인바(Invar) 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제의 달성을 위해 본 발명의 다른 실시예는, 브레이징 필러 금속을 제조하는 브레이징 필러 금속 제조 단계; 금속 박막이 도포된 세라믹을 준비하는 세라믹 준비 단계; 상기 세라믹의 상기 금속 박막이 도포된 면과 접합될 금속 사이에 브레이징 필러 금속을 삽입하는 세라믹 브레이징 필러 금속 가접합 단계; 및 열처리에 의해 상기 브레이징 필러 금속을 용융시켜 세라믹/금속 브레이징 접합을 수행하는 열처리용착 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 NiSnP 브레이징 접합 방법을 제공한다.
상기 브레이징 필러 금속 제조 단계에서 제조된 상기 브레이징 필러 금속은 전체 중량에 대하여 Ag는 68 내지 75wt%, Cu는 22 내지 30wt%, 잔부는 Ni-Sn-P 혼합물 및 불가피 불순물로 구성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 금속 접합용 NiSnP 브레이징 필러 금속을 제공하는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기 브레이징 필러 금속 제조 단계의 상기 Ni-Sn-P 혼합물에서, 상기 Ni는 전체 중량에 대하여 0.05 ~ 3wt%인 것을 특징으로 한다.
상기 브레이징 필러 금속 제조 단계의 상기 Ni-Sn-P 혼합물에서, 상기 Sn은 전체 중량에 대하여 2 내지 5wt%인 것을 특징으로 한다.
상기 브레이징 필러 금속 제조 단계의 상기 Ni-Sn-P 혼합물에서, 상기 P는 전체 중량에 대하여 0.005 내지 0.3wt%인 것을 특징으로 한다.
상기 세라믹 준비 단계에서 준비되는 상기 세라믹은 MoMn 막이 도포된 것을 특징으로 한다.
세라믹 브레이징 필러 금속 가접합 단계의 상기 금속은 무산소동 또는 인바(Invar) 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따르는 NiSnP 브레이징 필러 금속, 브레이징 필러 금속 판재 및 브레이징 접합방법은, MoMn 금속 박막이 코팅된 세라믹에 금속을 직접 브레이징 접합할 수 있도록 함으로써 Ni 도금 및 계속되는 열처리 공정을 수행하지 않도록 하여, 제조단가 및 불량률을 낮추어 경제적으로 세라믹/금속 브레이징 접합을 수행할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 브레이징 접합 방법의 처리과정을 나타내는 순서도.
도 2는 실시예 1의 세라믹-금속(무산소 구리봉) 이종접합부의 SEM 사진.
도 3은 비교예의 시편의 세라믹-금속 이종접합부의 SEM 사진.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명한다.
본 발명은 세라믹-금속 브레이징 방법에서 Ni 도금과 도금 공정에 따른 열처리 공정을 수행함이 없이 브레이징을 수행할 수 있도록 하는 필러 금속(용가재) 및 브레이징 접합 방법을 제공한다.
Ni 도금과 도금 공정에 따른 열처리 공정을 수행함이 없이 브레이징을 수행할 수 있도록 하는 방법으로 고려할 수 있는 것은 MoMn 금속박막이 코팅된 세라믹에 금속을 직접 브레이징 접합할 수 있는 브레이징 필러 금속을 개발하는 방법을 들 수 있다. 이 방법은 MoMn 금속박막이 코팅된 세라믹에 금속을 직접 브레이징 접합하기 때문에 Ni도금 및 계속되는 열처리 공정을 없앨 수 있어서 제조단가를 낮출 수 있으며 불량률도 낮출 수 있어서 매우 경제적인 방법이라 할 수 있다.
Ni 도금 공정을 수행하지 않는 세라믹 금속 브레이징 접합을 위해 AgCu 합금에 첨가하는 원소는 세라믹에 코팅된 MoMn박막 및 용착하려는 금속과의 화학적 결합 여부, 결정구조, 열팽창계수, 융점, 유독성, 가격 등을 고려하여 Ni, Sn, P 혼합물로 선정되었다.
본원 발명의 일 실시예의 브레이징 필러 금속은 본 발명의 일 실시예는 브레이징 필러 금속은 Ag-Cu 합금에 적절한 원소를 첨가한 것으로서, 기본 조성은 Ag 68 - 75wt%, Cu 22 - 30wt%, 잔부는 Ni-Sn-P 혼합물 및 불가피 불순물로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 브레이징 필러 금속은 Ag-Cu 합금과 적절한 원소를 첨가하여 다 성분 합금 판재로 가공될 수 있다.
상술한 조성을 가지는 브레이징 필러 금속은 융점이 낮고 응고 시 결정입도가 작은 공정조직을 가져서 기계적 특성이 우수한 특성을 가진다.
상기 Ni은 결정구조가 면심입방구조로 Ag, Cu와 같으며, 용이하게 합금을 이루며 열팽창계수가 13.4 μm/(mK)로 낮은 편에 속한다. 또한 융점은 1,453℃로 높은 편이나 Ag와 Cu과 합금이 되면 융점이 낮아지고 독성을 보이지 않으며 가격도 그다지 높지 않다. 특히 Ni은 표 1에서 보인 기존의 생산공정에서 MoMn박막 위에 Ni을 도금한다는 점으로부터 화학적 결합이 우수하며 용착하는 금속이 주로 Invar와 무산소동이고 이들과 Ni이 합금화가 용이한 장점을 가진다.
상기 Ni의 함량은 전체 중량에 대하여 0.05wt%에서 3wt%이고, 이보다 함량이 적을 경우 첨가효과가 적으며, 이보다 함량이 높을 경우 융점이 높아지는 단점이 있어 바람직하지 않다.
다음으로 상기 Sn은 융점이 232℃로 낮으며 용해되었을 때 유동성과 젖음성이 양호하여 브레이징 접합을 용이하게 한다.
상기 Sn의 함량은 전체 중량에 대하여 2wt%에서 5wt% 이며, 이보다 함량이 적을 경우 첨가효과가 적으며, 이보다 함량이 높을 경우 상대적으로 기계적 강도가 낮아지는 단점이 있다.
상기 P는 비금속 원소로 융점도 115℃로 매우 낮아서 구성원소로 적합하지 않으나 파울링(Pauling) 계수가 2,58로 강한 환원제의 역할을 하여 소량 첨가되었을 때 MoMn박막이나 용착하려는 금속표면의 산화물을 환원시켜 깨끗한 표면을 가지도록 하여 용착을 돕는 기능을 수행한다.
상기 P의 함량은 전체 중량에 대하여 0.005wt%에서 0.3wt%가 바람직하며, 이보다 함량이 적을 경우 첨가효과가 적으며, 이보다 함량이 높을 경우 합금이 취성이 강해져서 가공이 어려운 단점이 있어서 바람직하지 않다,
상기 세라믹에 브레이징 접합되는 금속은 무산소동 또는 인바(Invar) 등 일 수 있다.
상술한 브레이징 필러 금속의 합금조성을 벗어날 경우 융점이 너무 높아져서 경제적이지 못한 단점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 브레이징 접합 방법의 처리과정을 나타내는 순서도이다.
도 1과 같이, 본 발명의 일 실시예의 브레이징 접합 방법은, 브레이징 필러를 제조하는 NiSnP 브레이징 필러 금속 제조 단계(S10), 금속 박막이 도포된 세라믹을 준비하는 세라믹 준비 단계(S20), 상기 세라믹의 상기 금속 박막이 도포된 면과 접합될 금속 사이에 브레이징 필러 금속을 삽입하는 세라믹 브레이징 필러 금속 가접합 단계(S30) 및 열처리에 의해 상기 브레이징 필러 금속을 용융시켜 세라믹/금속 브레이징 접합을 수행하는 열처리용착 단계(S40)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 NiSnP 브레이징 필러 금속 제조 단계(S10)는 AgCuNiSnP 금속 혼합물을 용해로를 사용하여 용해 주조하여 NiSnP 브레이징 필러 금속 잉곳을 제조하는 단계이다. 상기 용해로는 10-4 내지 10-2 torr의 진공을 가지는 진공용해로일 수 있다.
상기 브레이징 필러 금속은 전체 중량에 대하여 Ag는 68 내지 75wt%, Cu는 22 내지 30wt%, 잔부는 Ni-Sn-P 혼합물 및 불가피 불순물로 구성될 수 이다.
상기 Ni-Sn-P 혼합물에서, 상기 Ni는 전체 중량에 대하여 0.05 ~ 3wt%, 상기 Sn은 전체 중량에 대하여 2 내지 5wt% 및 상기 P는 전체 중량에 대하여 0.005 내지 0.3wt%인 것을 특징으로 한다.
상기 브레이징 필러 금속 제조 단계(S10)에는 상기 브레이징 필러 금속을 브레이징 필러로서의 브레이징 필러 합금 판재로 가공하는 단계를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 세라믹은 MoMn 막이 도포된 것을 특징으로 한다.
상기 금속은 무산소동 또는 인바(Invar) 등 일 수 있다.
<실험예>
이상 본 발명을 실시예를 들어 자세히 설명한다, 본 실시예에서는 MoMn박막이 코팅된 알루미나 세라믹에 대해서만 게시하였지만 MoMn박막이 코팅될 수 있는 다른 종류의 세라믹 예를 들면 실리카, 마그네시아, 지르코니아 및 이들의 합금에도 적용이 가능하다. 한편 비교예로서는 Ni이 첨가되지 않은 통상의 Ag-Cu 합금 즉 Ag가 72wt%, Cu가 잔량인 조성의 브레이징 필러 금속을 제조하여 사용하였다.
실시예 1.
Ni이 0.05wt%, Sn이 5wt%, P가 0.005wt%, Ag가 68wt%, Cu가 잔량인 조성으로 유도로를 사용하여 합금을 용해/주조하였다. 용해 중 산화를 줄이기 위하여 Ar을 불어주었다, 용해된 잉곳은 냉간압연기를 사용하여 2 mm 두께까지 냉간압연하였다. 냉간압연판은 600℃로 가열된 수소열처리로에서 30분간 열처리하였다. 열처리된 압연판은 정밀압연기를 사용하여 두께 0,1 mm까지 압연하여 브레이징 필러 합금 판재를 제조하였다. 이 압연판을 1 cm x 1 cm 크기로 와이어갓 방식으로 절단하여 최종 필러 판재를 제조하였다.
1 cm x 1 cm 면에 MoMn박막이 도포된, 크기 1 cm x 1 cm x 5cm크기의 알루미나 봉과 1 cm x 1 cm x 5 cm 크기로 가공된 무산소동을 준비하고 MoMn박막이 도포된 면과 무산소 구리봉을 접촉하도록 거치한 다음 그 사이에 앞에서 준비한 10 cm x 10 cm x 0.1 mm 크기의 브레이징 필러 합금 판재를 삽입하였다. 이 상태로 수소열처리에 장입한 다음 850℃에서 5분간 용착 처리하였다.
용착 처리한 시편은 4점파단강도 측정법으로 파단강도를 측정하였고 그 결과를 표 1에 보였다.
실시예 2.
Ni이 1wt%, Sn이 4wt%, P가 0.015wt%, Ag가 70wt%, Cu가 잔량인 조성으로 유도로를 사용하여 합금을 용해/주조하였다. 그 다음 실시예 1과 같은 방법으로 최종 브레이징 필러 합금 판재를 제조하였다.
실시예 1과 같은 방법으로 MoMn박막이 도포된 알루미나 봉과 1 cm x 1 cm x 5 cm 크기로 가공된 Invar를 준비하고 MoMn박막이 도포된 면과 Invar 합금봉을 접촉하도록 거치한 다음 그 사이에 앞에서 준비한 10 cm x 10 cm x 0.1 mm 크기의 브레이징 필러 합금 판재를 삽입하였다. 이 상태로 수소열처리에 장입한 다음 850℃에서 5분간 용착 처리하였다.
용착 처리한 시편은 4점파단강도 측정법으로 파단강도를 측정하였고 그 결과를 표 1에 보였다.
또한 용착 처리한 시편의 단면을 주사전자 현미경을 사용하여 관찰하였다.
실시예 3.
Ni이 3wt%, Sn이 2wt%, P가 0.03wt%, Ag가 75wt%, Cu가 잔량인 조성으로 유도로를 사용하여 합금을 용해/주조하였다. 그 다음 실시예 1과 같은 방법으로 최종 브레이징 필러 합금 판재를 제조하였다.
실시예 1과 같은 방법으로 MoMn박막이 도포된 알루미나 봉과 1 cm x 1 cm x 5 cm 크기로 가공된 무산소동을 준비하고 MoMn박막이 도포된 면과 무산소동 봉을 접촉하도록 거치한 다음 그 사이에 앞에서 준비한 10 cm x 10 cm x 0.1 mm 크기의 브레이징 필러 합금 판재를 삽입하였다. 이 상태로 수소열처리에 장입한 다음 850℃에서 5분간 용착 처리하였다.
용착 처리한 시편은 4점파단강도 측정법으로 파단강도를 측정하였고 그 결과를 표 1에 보였다.
실시예 4.
Ni이 1wt%, Sn이 4wt%, P가 0.015wt%, Ag가 70wt%, Cu가 잔량인 조성으로 유도로를 사용하여 합금을 용해/주조하였다. 그 다음 실시예 1과 같은 방법으로 최종 브레이징 필러 합금 판재를 제조하였다.
실시예 1과 같은 방법으로 MoMn박막이 도포된 알루미나 봉과 1 cm x 1 cm x 5 cm 크기로 가공된 SUS 304를 준비하고 MoMn박막이 도포된 면과 Invar합금봉을 접촉하도록 거치한 다음 그 사이에 앞에서 준비한 10 cm x 10 cm x 0.1 mm 크기의 브레이징 필러 합금 판재를 삽입하였다. 이 상태로 수소열처리에 장입한 다음 850℃에서 5분간 용착 처리하였다.
용착 처리한 시편은 4점파단강도 측정법으로 파단강도를 측정하였고 그 결과를 표 1에 보였다.
비교예.
Ag가 72wt%, Cu가 잔량인 조성으로 유도로를 사용하여 합금을 용해/주조하였다. 그 다음 실시예 1과 같은 방법으로 최종 브레이징 필러 합금 판재를 제조하였다.
실시예 1과 같은 방법으로 MoMn박막이 도포된 알루미나 봉과 1 cm x 1 cm x 5 cm 크기로 가공된 Invar 합금봉을 준비하고 MoMn박막이 도포된 면과 Invar를 접촉하도록 거치한 다음 그 사이에 앞에서 준비한 10 cm x 10 cm x 0.1 mm 크기의 브레이징 필러 합금 판재를 삽입하였다. 이 상태로 수소열처리에 장입한 다음 850℃에서 5분 간 용착 처리하였다.
용착 처리한 시편은 4점파단강도 측정법으로 파단강도를 측정하였고 그 결과를 표 1에 보였다.
또한 용착 처리한 시편의 단면을 주사전자 현미경을 사용하여 관찰하였다.
도 2는 실시예 1의 세라믹-금속(무산소 구리봉) 이종접합부의 SEM 사진이고, 도 3은 비교예의 시편의 세라믹-금속 이종접합부의 SEM 사진이다.
이상의 실시예와 비교예의 미세조직을 대비하면, 실시예 2의 경우 도 2와 같이, 필러금속이 세라믹(1)에 코팅된 MoMn막과 무산소 구리봉(3) 금속 사이에 채워져 AgCuNiSnP계 용가재 펠렛(5)을 형성하였고, 필러금속과 접촉한 세라믹(알루미나)(1) 표면에 평균 7.9 μm 두께의 반응층(Mo/Mn 막(7)(Mo/Mn 메탈라이징층))이 형성되었고, 반응층의 상부에 Ni 층(4)이 형성되었다. 그러나 AgCu계 용가재가 적용된 비교예의 경우에는 AgCu계 용가재가 펠렛(6)이 불완전하게 채워져 있는 것을 알 수 있다. 이에 의해 Ni, Sn 및 P가 첨가된 실시예가 이들이 첨가되지 않은 비교예에 비하여 파괴강도도 높아지는 것을 확인하였다.
시편 번호 4점 파단강도(kgf/cm2)
실시예 1 352
실시예2 367
실시예3 378
실시예4 365
비교예 121
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
1: 세라믹(알루미나봉)
3: 무산소 구리봉
4: Ni 층
5: AgCuNiSnP계 용가재 펠렛
6: AgCu계 용가재 펠렛
7: Mo/Mn 막(Mo/Mn 메탈라이징층)

Claims (19)

  1. 전체 중량에 대하여 Ag는 68 내지 75wt%, Cu는 22 내지 30wt%, 잔부는 Ni-Sn-P 혼합물 및 불가피 불순물로 구성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 금속 접합용 NiSnP 브레이징 필러 금속.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 Ni-Sn-P 혼합물에서, 상기 Ni는 전체 중량에 대하여 0.05 ~ 3wt%인 것을 특징으로 하는 세라믹 금속 접합용 NiSnP 브레이징 필러 금속.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 Ni-Sn-P 혼합물에서, 상기 Sn은 전체 중량에 대하여 2 내지 5wt%인 것을 특징으로 하는 세라믹 금속 접합용 NiSnP 브레이징 필러 금속.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 Ni-Sn-P 혼합물에서, 상기 P는 전체 중량에 대하여 0.005 내지 0.3wt%인 것을 특징으로 하는 세라믹 금속 접합용 NiSnP 브레이징 필러 금속.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 세라믹은 MoMn 막이 도포된 것을 특징으로 하는 세라믹 금속 접합용 NiSnP 브레이징 필러 금속.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 금속은 무산소동 또는 인바(Invar) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 세라믹 금속 접합용 NiSnP 브레이징 필러 금속.
  7. 전체 중량에 대하여 Ag는 68 내지 75wt%, Cu는 22 내지 30wt%, 잔부는 Ni-Sn-P 혼합물 및 불가피 불순물로 구성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 금속 접합용 NiSnP 브레이징 필러 합금 판재.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 Ni-Sn-P 혼합물에서, 상기 Ni는 전체 중량에 대하여 0.05 ~ 3wt%인 것을 특징으로 하는 세라믹 금속 접합용 NiSnP 브레이징 필러 합금 판재.
  9. 제7항에 있어서, 상기 Ni-Sn-P 혼합물에서, 상기 Sn은 전체 중량에 대하여 2 내지 5wt%인 것을 특징으로 하는 세라믹 금속 접합용 NiSnP 브레이징 필러 합금 판재.
  10. 제7항에 있어서, 상기 Ni-Sn-P 혼합물에서, 상기 P는 전체 중량에 대하여 0.005 내지 0.3wt%인 것을 특징으로 하는 세라믹 금속 접합용 NiSnP 브레이징 필러 합금 판재.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 세라믹은 MoMn 막이 도포된 것을 특징으로 하는 세라믹 금속 접합용 NiSnP 브레이징 필러 합금 판재.
  12. 제7항에 있어서, 상기 금속은 무산소동 또는 인바(Invar) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 세라믹 금속 접합용 NiSnP 브레이징 필러 합금 판재.
  13. 브레이징 필러 금속을 제조하는 브레이징 필러 금속 제조 단계;
    금속 박막이 도포된 세라믹을 준비하는 세라믹 준비 단계;
    상기 세라믹의 상기 금속 박막이 도포된 면과 접합될 금속 사이에 브레이징 필러 금속을 삽입하는 세라믹 브레이징 필러 금속 가접합 단계; 및
    열처리에 의해 상기 브레이징 필러 금속을 용융시켜 세라믹/금속 브레이징 접합을 수행하는 열처리용착 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하고,
    상기 브레이징 필러 금속 제조 단계에서 제조된 상기 브레이징 필러 금속은 전체 중량에 대하여 Ag는 68 내지 75wt%, Cu는 22 내지 30wt%, 잔부는 Ni-Sn-P 혼합물 및 불가피 불순물로 구성되는 것을 특징으로 하는 NiSnP 브레이징 접합 방법.
  14. 삭제
  15. 제13항에 있어서,
    상기 브레이징 필러 금속 제조 단계의 상기 Ni-Sn-P 혼합물에서, 상기 Ni는 전체 중량에 대하여 0.05 ~ 3wt%인 것을 특징으로 하는 NiSnP 브레이징 접합 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 브레이징 필러 금속 제조 단계의 상기 Ni-Sn-P 혼합물에서, 상기 Sn은 전체 중량에 대하여 2 내지 5wt%인 것을 특징으로 하는 NiSnP 브레이징 접합 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 브레이징 필러 금속 제조 단계의 상기 Ni-Sn-P 혼합물에서, 상기 P는 전체 중량에 대하여 0.005 내지 0.3wt%인 것을 특징으로 하는 NiSnP 브레이징 접합 방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 세라믹 준비 단계에서 준비되는 상기 세라믹은 MoMn 막이 도포된 것을 특징으로 하는 NiSnP 브레이징 접합 방법.
  19. 제13항에 있어서,
    세라믹 브레이징 필러 금속 가접합 단계의 상기 금속은 무산소동 또는 인바(Invar) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 NiSnP 브레이징 접합 방법.
KR1020200003076A 2020-01-09 2020-01-09 NiSnP 브레이징 필러 금속, 브레이징 필러 합금 판재 및 브레이징 접합 방법 KR102220724B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200003076A KR102220724B1 (ko) 2020-01-09 2020-01-09 NiSnP 브레이징 필러 금속, 브레이징 필러 합금 판재 및 브레이징 접합 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200003076A KR102220724B1 (ko) 2020-01-09 2020-01-09 NiSnP 브레이징 필러 금속, 브레이징 필러 합금 판재 및 브레이징 접합 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102220724B1 true KR102220724B1 (ko) 2021-03-02

Family

ID=75169538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200003076A KR102220724B1 (ko) 2020-01-09 2020-01-09 NiSnP 브레이징 필러 금속, 브레이징 필러 합금 판재 및 브레이징 접합 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102220724B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0136954Y1 (ko) 1996-11-11 1999-04-01 박병재 자동차의 아웃 사이드 미러 및 쿼드런트 인너 커버의 고정구조

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0136954Y1 (ko) 1996-11-11 1999-04-01 박병재 자동차의 아웃 사이드 미러 및 쿼드런트 인너 커버의 고정구조

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
세라미스트, 제4권, 제6호, 2006년 12월, 30 ~ 36

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11338397B2 (en) Soldering material for active soldering and method for active soldering
JP4271684B2 (ja) ニッケル合金スパッタリングターゲット及びニッケル合金薄膜
JP6464096B2 (ja) 合金
JP4669877B2 (ja) 酸化物接合用はんだ合金
JP2008506040A (ja) 銅合金から製造した導電線のための材料
CN103732351B (zh) 活性金属焊料
TW200808989A (en) A sputtering target as well as a joined type sputtering target assembly and a method of making such a joined type sputtering target assembly
CN102115834B (zh) 金铜镍合金及其制备方法、用途
JP2002294437A (ja) 銅合金スパッタリングターゲット
JP5168652B2 (ja) 酸化物接合用無鉛はんだ合金およびこれを用いた酸化物接合体
JP5069051B2 (ja) ニッケル合金スパッタリングターゲット
CN107838575A (zh) 一种陶瓷与金属封接用低银含量银钎料
CN107617831A (zh) 一种陶瓷与金属封接用抗氧化低银钎料
KR102220724B1 (ko) NiSnP 브레이징 필러 금속, 브레이징 필러 합금 판재 및 브레이징 접합 방법
GB2270086A (en) Aluminium base alloys
KR102220725B1 (ko) 브레이징 필러 금속, 브레이징 필러 합금 판재 및 브레이징 접합 방법
KR102327199B1 (ko) 전력개폐기용 세라믹 금속 이종 접합 아크 챔버 및 그 제작 방법
JP4421170B2 (ja) Ｎｉ−Ｓｎ合金からなるバリヤー層を備えた回路基板
JP3302714B2 (ja) セラミックス−金属接合体
JP7014003B2 (ja) はんだ接合電極およびはんだ接合電極の被膜形成用銅合金ターゲット
JP2005171341A (ja) Ｎｉ合金ターゲットおよびＮｉ合金薄膜
JPH10177821A (ja) 電気接点及びその製造法
JPS6113912B2 (ko)
JP2650460B2 (ja) アルミナセラミックと金属との接合方法
JP2001048670A (ja) セラミックス−金属接合体

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant